第二章 曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构教学目的:通过本次课的讲述，使学生掌握曲柄连杆机构的功用及组成、机体组的构成及各部分的功用。

教学要求:1.了解曲柄连杆机构的功用及受力情况；2.掌握气缸体的结构型式；3.掌握气缸套的类型和特点；4.掌握气缸盖与气缸垫的安装要求。

教学重、难点:1.曲柄连杆机构的受力情况；2.气缸体的结构类型和特点；3.气缸盖与气缸垫的安装一、气缸体学时安排：讲授4学时，实践4学时2.1概述学习目标∙熟悉曲柄连杆机构的功用与组成。

学习内容∙曲柄连杆机构的功用∙曲柄连杆机构的组成2.2气缸体的构造与维修学习目标∙熟悉气缸体的构造。

∙熟悉气缸体的清洗方法。

∙熟悉气缸体裂损的检查与修理∙熟悉气缸磨损的检查与修理∙熟悉气缸体上平面变形的检查与修理学习内容一、气缸体1、气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体--曲轴箱，简称气缸体。

气缸：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。

2、气缸的工作条件：高温、高压，并且有活塞在其中做高速往复运动。

3、材料：优质合金铸铁、球墨铸铁或铝合金。

4、气缸体的冷却方式：水冷、风冷。

一般发动机多采用水冷却。

水冷却时：用水套。

风冷却时：用散热片。

5、气缸的排列型式：单列式、V型和对称式。

6、气缸套的结构：干式、湿式。

二、气缸体与汽缸盖的检修（一）气缸体与汽缸盖变形的检修1、缸体与缸盖平面度检测2、主轴承承孔直径、园度和圆柱度的检测3、主轴承承孔同轴度的检测4、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测5、缸体变形修理：定位镗缸、导向镗削曲轴轴承（或轴承承孔）和凸轮轴轴承、修理气缸体上平面与后端面等。

（二）气缸体与汽缸盖的裂纹的检修（三）气缸的磨损与修理1、气缸的磨损（1）规律：（2）原因（3）气缸磨损的检测外观检测量刚表测气缸的最大磨损量、圆柱度、园度误差方法：注意：测杆与气缸轴线保持垂直。

当摆动量缸表，其指针指示到最小数值时才记录读数。

园度误差：同一横截面上磨损的不均匀性。

用同一截面上不同方向测得的最大与最小直径差值之半表示。

圆柱度误差：指沿气缸轴线的轴向截面上磨损的不均匀性。

用被测气缸表面任意方向测得的最大与最小直径差值之半表示。

2、气缸的修理修理尺寸法：在零件结构、强度和强化层允许的条件下，将配合副中主要件的磨损部位经过机械加工至规定尺寸，恢复其正确的几何形状和精度，然后更换相应的配合件，得到尺寸改变而配合性质不变的修理方法。

气缸检验分类技术条件：（1）气缸的圆柱误差达0.05~0.063 mm圆柱度误差达0.175~0.250 mm，更换或修理气缸或缸套。

(2)气缸的园度误差和圆柱度误差均小余限值，而磨损量小于0.15mm时，更换活塞及环。

2、气缸的修理(1)气缸的镗削①、确定气缸的修理尺寸气缸修理尺寸级数：n=（理前气缸的最大直径－气缸标准直径＋镗磨余量）/尺寸级差尺寸级差＝0.25mmn取园整后整数值有4～6极。

常用0.50mm、1.00mm、1.50mm三级。

同一发动机气缸应采用同一级修理尺寸。

否则压缩比不同，影响工作平稳性。

②根据气缸修理尺寸选择同级修理尺寸的活塞，并依次测定每个活塞裙部的尺寸。

气缸镗削量＝活塞裙部最大尺寸－气缸最小直径＋配合间隙－磨缸余量磨缸余量一般取0.01~0.005mm 尽可能取最小值。

③通过镗削加工，恢复气缸应有正确的园度及圆柱度和表面粗糙度，并保证各缸中心线与曲轴主轴承座孔中心线同面并垂直。

④镗削简介（2）气缸的磨削去处镗削刀痕，降低表面粗糙度，提高气缸表面加工质量，达到气缸加工的最终尺寸要求。

（3）气缸的镶套在气缸体上镶换新的汽缸套，然后按原厂标准尺寸镗缸或磨缸，达到原来的技术标准。

①气缸套的拆除②气缸套承孔的检修③新缸套的检修④镶装气缸套⑤提高气缸使用寿命的措施复习思考∙如何检查气缸体裂纹？气缸体裂纹如何修理？∙气缸磨损有何规律？∙如何检查气缸磨损？如何确定气缸修理尺寸级别？∙干式气缸套和湿式气缸套有何区别？∙气缸镶套时应注意哪些问题？∙如何检查气缸体上平面的平面度误差？如何修理？2.3气缸盖、气缸垫的构造与维修学习目标∙熟悉气缸盖的结构与维修方法。

∙熟悉气缸垫的结构与维修方法。

学习内容一、气缸盖与气缸衬垫1、功用、结构、材料功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。

结构：气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水套，应有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道，有燃烧室、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机），有些还有用以安装凸轮轴的轴承孔。

材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金。

类型：单体气缸盖、整体气缸盖。

2、燃烧室及要求燃烧室：由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。

对燃烧室的要求：①结构紧凑，面容比小，冲气效率高；②在压缩行程终了时，具有一定的涡流；③表面光滑，不易积碳，排气净化好。

3、汽油机燃烧室的形状：楔形：结构简单、紧凑；盆形：结构简单、紧凑；半球形：结构更紧凑。

4、气缸垫的要求、功用、类型气缸垫的要求：①足够的强度；②耐热和耐腐蚀；③一定的弹性；④拆装方便，寿命长。

功用：保证燃烧室的密封。

类型：①金属-石棉气缸垫；②实心金属片气缸垫；③加强型无石棉气缸垫。

气缸盖的拧紧：拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧。

铝合金气缸盖：最后必须在发动机冷态下拧紧；铸铁气缸盖：最后必须在发动机热态下拧紧。

二、油底壳1、功用：储存机油并封闭曲轴箱。

2、结构、材料：薄钢板冲压而成；底部装有放油螺塞，有的螺栓带有磁性。

复习思考1.气缸盖有何功用？2.为什么有些发动机上采用分开式气缸盖？3.气缸垫有什么功用？4.拆装气缸盖和气缸垫时应注意什么？2.4活塞的构造与维修学习目标∙熟悉活塞的构造。

∙熟悉活塞的维修方法。

∙熟悉活塞的选配方法。

学习内容:一、活塞的构造1、功用：是与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴转动。

2、工作条件：高温、高压、高速、润滑不良和散热困难。

3、受力情况：周期性的气压力、惯性力；一定的热应力。

4、对活塞的要求：①足够的强度与刚度；②良好的导热性和耐磨性；③质量小；④热膨胀系数小，摩擦系数小。

5、材料：铝合金、灰铸铁。

6、结构：顶部：凸顶、凹顶、平顶。

头部：环槽。

裙部：全裙式、拖板式。

7、变形：裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆形。

防止措施：必须预先在冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。

具体的方法：①头部加工成阶梯形、截锥形；裙部加工成截锥形。

②“T”、“П”槽；③双金属活塞。

二、活塞的选配1、活塞的耗损：正常损耗：环槽、裙部、销孔。

异常损耗：拉缸、顶部烧蚀、脱顶等2、活塞的选配（1）根据气缸的修理尺寸选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。

（2）活塞是成套选配的，同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞，以保证材料和性能的一致性。

（3）成组活塞中，其尺寸、质量尽可能一致。

复习思考∙活塞有什么作用？∙活塞由哪几部分组成？各有何特点？∙什么是活塞销偏置？活塞销偏置的作用是什么？∙活塞与气缸选配的目的是什么？活塞选配的方法如何？2.5活塞环、活塞销的构造与维修学习目标∙熟悉活塞环的构造与维修方法。

∙熟悉活塞销的构造与维修方法。

学习内容一、活塞环的选配1、活塞环的损耗：断裂、磨损、弹力下降、闭环（修理时环在槽中闭塞，弹不出来）2、活塞环的选配：换环前提：动力不足、上油等选配原则：与气缸活塞的修理尺寸一致，具有规定的弹力以保证气缸的密封性，环的漏光度及三隙符合原厂规定。

（1）环的弹力检验方法技术要求（2）环漏光度检验方法技术要求:P115(3)三隙检验端隙：将活塞置于气缸内磨损最小处，并用倒置的活塞将环推平，用测量厚薄规。

侧隙：将环放在槽内，绕槽滚动一周，应能自由滚动。

用厚薄规测量。

背隙：将环装入活塞，再用深度游标与卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值。

一般0～0·35mm。

实际操作中，用经验法判断侧隙与背隙：将环置于活塞内，应低于环岸三、二、活塞销1、功用：是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。

2、工作条件：高温下的周期性冲击载荷，润滑条件差。

3、材料：低合金渗碳钢。

4、形状、结构：空心圆柱体。

它的形状：①圆柱形；②端部呈锥形扩展；③中间封闭式；④单侧封闭式；⑤内有塑料芯的钢套销；⑥成型销5、连接配合：一般采用全浮式。

为了防止活塞销的，且在槽中滑动自如，无明显松旷感觉即可。

复习思考∙活塞环分几种？有何功用？∙安装活塞环时应注意哪些事项？∙如何选配活塞环？∙活塞销有何功用？∙活塞销的连接方式有几种？各有何特点？∙活塞销如何选配？2.6连杆的构造与维修学习目标∙熟悉连杆的构造。

∙熟悉连杆的维修方法。

∙熟悉活塞销与连杆的选配方法。

学习内容一、活塞结构1、功用：将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，从而使活塞的往返运动转变为曲轴的旋转运动。

2、工作条件：气体作用力、往复作用惯性力、旋转作用惯性力。

3、材料：中碳钢、中碳合金钢。

4、结构、组成：小头、杆身、大头。

5、连杆大头的剖分：平切口斜切口一般采用斜切口。

6、连杆大头的定位：平切口：利用连杆上精加工的圆柱凸台或光圆柱部分，与经过精加工的螺栓孔来保证。

斜切口：止口定位、套筒定位、锯齿定位。

7、V形发动机的连杆：1）、并列连杆式；2）、主副连杆式；3）、叉形连杆式；8、连杆大头螺母的锁止：开口销、双螺母、自锁螺母9、连杆轴承：①结构：钢背和减摩层组成的分开式薄壁轴承。

②要求：足够的疲劳强度、良好的抗咬性、顺应性、嵌藏性，足够的结合强度和良好的耐磨性。

③材料：白合金、铜铅合金和铝基合金。

④锁止：在轴承的剖分面上，分别冲压出高于钢背的两个定位凸唇，装配时，这两个凸唇分别嵌入在连杆大头和连杆盖的相应的凹槽中。

二、连杆组的检修1、连杆变形的检验用三点规或两点规检验2、连杆变形的校正专用设备上进行。

一般先教扭后教弯。

3、连杆衬套的修复（五）、活塞连杆组的组装1、修复零件应检验合格、清洗、吹干。

2、用热装和法装合活塞、销及连杆3、安装时，活塞、连杆应是同一缸号，同方向，不得错乱。

另外，连杆与连杆下盖配对记号对正。

结构标记、缺口、箭头、凸点、凸榫、膨胀槽等4、在连杆校正仪检验活塞轴线与连杆大端承孔的垂直度。

5、安装活塞环。

注意环的结构、类型、规格、顺序等。

复习思考∙连杆的功用如何？∙连杆由几部分组成？各有何结构特点？∙什么是偏位连杆？安装时应注意什么？∙连杆的拆装应注意哪些事项？∙变形的连杆应如何进行检查和校正？∙活塞销与连杆应如何进行选配？2.7曲轴、飞轮的构造与维修学习目标熟悉曲轴的构造。

熟悉曲轴的维修方法。

熟悉飞轮的构造与维修方法。

学习内容一、曲轴1、功用：承受连杆传来的力并通过飞轮输出、驱动发动机的配气机构及其他辅助装置。